آزمایش تجربی واکنش زمین لرزه ای یک ساختمان تمام عیار چوبی با فریم های سبک

آزمایش تجربی واکنش زمین لرزه ای یک ساختمان تمام عیار چوبی با فریم های سبک – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه راه – ساختمان، معماری، عمران

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

آزمایش تجربی واکنش زمین لرزه ای یک ساختمان تمام عیار چوبی با فریم های سبک

چکیده

یک ساختمان تمام عیار چوبی دو طبقه، واقع در یک منطقه شهری، ساخته شده با فریم ها / قالب های سبک وزن چوبی و بر مبنای ضروریات طراحی مهندسی زمین لرزه ای مدرن ایالات متحده طراحی و ساخته شده و متعاقبا جهت بررسی بر روی دو بستر لرزان سه محوری با قابلیت عمل یکنواخت استقرار یافته و مورد آزمایش قرار داده شد. هدف اصلی این مطالعه آزمایشی، بررسی ویژگی های دینامیکی و عملکرد زمین لرزه ای ساختمان مورد آزمایش، تحت شدت نیروی وارده مختلف بدان، می باشد که خود معرف حرکت های معمولی و حرکت های نزدیک – میدانی زمین در کالیفرنیای جنوبی است. این ساختمان با کاربرد و  بدون کاربرد اندودهای جداره ای داخلی (پوشش سنگ گچ) و اندودهای خارجی تحت عنوان استاکو / پوشش گچ و سیمان (stucco) مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج تست مشخص کننده آن می باشند که نصب تخته با جداره سنگ گچ در سطوح داخلی دیوارهای روکش دار چوبی به میزان قابل توجهی واکنش زمین لرزه ای ساختمان مورد آزمایش را ارتقا می دهد. کاربرد متعاقب استاکو خارجی نیز سبب ارتقای واکنش زمین لرزه ای ساختمان تحت بررسی شده است، این ارتقا مخصوصا در مسیر طولی مشهودتر می باشد، که در آن واکنش برشی نسبت پهنا به ارتفاع (نسبت منظر) پایین ستون های دیواری حاکم می باشد. این آزمایشات بستر لرزشی، شواهدی از تاثیرات معنی دار کاربرد اندودها یا پوشش های مختلف دیواری، بر روی رفتار سیستم های مقاوم در برابر بار عرضی در سازه های چوبی دارای قالب سبک، را فراهم می آورند.

کلمات کلیدی: ساختمان ها، سنگ گچ، آزمایشات زمین لرزه ای، آزمایشات بستر لرزشی، سازه های چوبی

آزمایش تجربی واکنش زمین لرزه ای یک ساختمان تمام عیار چوبی با فریم های سبک

مقدمه

در عین آنکه ساختمان های چوبی دارای فریم / قالب سبک از نقطه نظر تاریخی از عملکرد خوبی در ارتباط با تامین ضروریات ایمنی، در مناطق زلزله خیز در سطح متوسط تا بالا، برخوردار می باشند، این نوع از سازه ها، با هزینه ساختمانی نسبتا اندک، متحمل صدمات سازه ای و غیر سازه ای معنی داری در خلال زمین لرزه های اخیر شده اند. به طور مثال، برآورد صدمات وارده به مایملک سکنه در چنین سازه هایی در طی زمین لرزه منطقه نورسریج (Northridge) کالیفرنیا در سال ۱۹۹۴ به  میزان ۲۰ میلیون دلار تخمین زده شد، (Kircher و همکاران، ۱۹۹۷) میزانی که بسیار فراتر از زیان های دیگری است که بر دیگر انواع ساختمان ها وارد شده است. یکی از دلایل این سطح اساسی از صدمه دیدگی آن است که قوانین ساز و ساخت کنونی، در خصوص ضروریات طراحی زلزله برای ساختمان های مهندسی ساز چوبی، در گوشه و کنار جهان بر مبنای فلسفه طراحی عملکرد – محور نمی باشد. در مقابل، اجزای چوبی به صورت مستقل از یکدیگر بدون ملاحظات کافی، در زمینه  تاثیری که سفتی و استحکام هر یک از این اجزا بر روی یکدیگر و بر دیگر اجزای ساختمانی وارد می نمایند، طراحی  می شوند. به علاوه، مسیرهای بار و واکنش دینامیکی در سازه های چوبی با قالب سبک که ممکن است در طی بروز زمین لرزه حاصل شوند به خوبی درک نگردیده اند. این عوامل، علیرغم ملاحظات اقتصادی آن، سبب محدود سازی استفاده از چوب در ساختمان های کم هزینه شده است و از این رو موجب کاهش کارایی اقتصادی صنعت چوب در ایالات متحده و دیگر کشورها در مقایسه با صنایع فولاد و بتن شده است.

مانع اصلی برای توسعه طراحی زمین لرزه ای عملکرد – محور برای ساختمان های چوبی با قالب سبک عدم وجود درک کامل عواملی است که بر روی رفتار زمین لرزه ای سیستم های سازه ای چوبی با قالب سبک تاثیر گذار هستند. مدل های آنالیز زمین لرزه ای عددی اندکی وجود دارند که قابلیت بررسی عوامل متعددی، که بر روی رفتار زمین لرزه ای سازه های چوبی قالب سبک سه بعدی، را داشته باشند (Tarabia و Itani، ۱۹۹۷). به علاوه، تنها داده های محدودی در خصوص واکنش زمین لرزه ای به صورت تجربی در سطح سیستم ساختمانی وجود دارند (Filiatrault و همکاران، ۲۰۰۲، Mosalam و همکاران، ۲۰۰۲، White و Ventura، ۲۰۰۷). اما زمانی که نوبت به بررسی ساختمان های چوبی با قالب سبک با ابعاد واقعی می شود، هیچ تحقیق یا آزمایش تجربی در کار نمی باشد.

این مقاله اقدام به بررسی نتایج برنامه تست بستر لرزشی یک ساختار چوبی با قالب سبک در مقیاس کامل نموده است که در پروژه NEESWood Project با تامین مالی – NSF/NEES انجام شده است (engr.colostate.edu/NEESWood/.http://www). هدف اصلی این بررسی تجربی حصول درک بهتر از رفتار لرزه ای سازه های دارای قالب های چوبی سبک وزن می باشد که غالبا در آمریکای شمالی ساخته می شوند. تاکید این مقاله بر روی تاثیر اندودهای داخلی (روکش گچی) و اندودهای خارجی (اندود گچ و سیمان – روبنا) می باشد که بر سطوح جداره های برشی چوبی و بخش داخلی دیوارها و سقف ها، با توجه به واکنش لرزه ای ساختمان مورد آزمایش، اعمال شده است.

آزمایش تجربی واکنش زمین لرزه ای یک ساختمان تمام عیار چوبی با فریم های سبک

تشریح ساختمان مورد آزمایش

ساختمان مورد آزمایش در یک مقیاس کامل که در این بررسی مدنظر قرار گرفته است یکی از چهار ساختمان شاخص سبک کالیفرنیایی می باشد که در پروژه اخیر یعنی پروژه ای تحت عنوان CUREE-Caltech Woodframe Project طراحی شده است (Reitherman و همکاران، ۲۰۰۳). این ساختمان معرف یک دستگاه خانه شهری دو طبقه سه واحدی می باشد که تقریبا دارای ۱۷۰ متر مربع (۱۸۰۰ فوت مربع) فضا و یک گاراژ متصل بدان با ظرفیت دو ماشین می باشد.

برنامه آزمایش بستر لرزشی

رویه آزمایشی

دو بستر آزمایشی قابل جابجایی ۵۰ تنی سه محوره متعلق به لابراتوار مهندسی سازه و شبیه سازی زمین لرزه (SEESL) در دانشگاه بوفالو (UB) برای این آزمایش ها مورد استفاده قرار گرفتند. این دو بستر آزمایشی که به صورت هماهنگ با هم عمل نموده قابلیت تحمل اندازه و وزن یک ساختمان تمام عیار را خواهند داشت. جهت پشتیبانی از کل این ساختار دارای قالب چوبی در امتداد بسترهای لرزشی با حداقل انحراف یا خمش عمودی، از فریم های فولادی ۷×۷ متر در دو طرف بستر لرزشی UB-SEESL استفاده شد که با استفاده از یک ساختار پیوند فولادی به یکدیگر متصل شده بودند. علاوه بر این میله های فولادی رزوه شده A-307 به فریم های موجود پیچ شده تا نقش پیچ های لنگر را برای صفحات زیرین یا پاشنه بازی نماید. علاوه بر این، یک لایه ملات شل یا دوغاب سیمان به ضخامت ۶۰ میلیمتر نیز بر روی بخش سطح پایه فولاد قرار داده شد تا آنکه با فشار وارد شدن بر این ناحیه قابلیت شبیه سازی اصطکاک صفحات بالشتک در برابر فوندانسیون بتن به وجود آید. بخش های نگهدارنده لرزه ای نیز در انتهای ستون های دیواری باریک سطح اولی همان گونه که در شکل ۱ نشان داده شده است نصب گردیدند.

آزمایش تجربی واکنش زمین لرزه ای یک ساختمان تمام عیار چوبی با فریم های سبک

ابزارآلات و تجهیزات

بیش از ۲۵۰ حسگر جهت بررسی واکنش ساختمان تحت آزمایش در طی فرآیند لرزشی به کار گرفته شد. مبدل های جابجا شدگی نیز جهت اندازه گیری جابجائیهای مطلق افقی و عمودی بسترهای لرزشی و چندین موقعیت دیگر در هر سطح کف ساختمان مورد آزمایش به کار گرفته شدند. میزان جابجایی های ساختمان مورد آزمایش در ارتباط با این بستر لرزشی را می توان با استفاده از کسر جابجایی های بستر لرزشی از جابجایی های سطح کف حاصل آورد. بالا رفتگی ها و لغزش های سطح بالشتک و اندودهای برشی دیوار در ارتباط با سطوح کف نیز در موقعیت های گوناگون با استفاده از پتانسیل سنج جابجایی خطی تحت بررسی قرار گرفتند. علاوه بر این از شتاب سنج ها نیز جهت ثبت سوابق زمانی شتابگیری افقی و عمودی در موقعیت های مختلف بستر لرزشی، کف و سقف ساختمان تحت آزمایش استفاده شد. کلیه پیچ های لنگر در امتداد محیط پیرامونی ساختمان تحت بررسی با استفاده از بارسنج هایی تجهیز شده بودند تا آنکه قابلیت حاصل آمدن نیروهای کششی پیچ لنگر و نیروهای توزیعی مربوطه در کلیه زمان های آزمایش فراهم شود. علاوه بر این، از ۱۱ دوربین ویدیویی جهت ضبط این آزمایش استفاده شد. لیستی از جزئیات سیستم ها یا دستگاه های استفاده شده در این آزمایش در تحقیقات Christovasilis و همکاران (۲۰۰۷) گزارش شده است.

پروتکل آزمایشی

آزمایشات متعدد زمین لرزه ای برای پیکربندی های مختلف ساختمان های تحت بررسی انجام  شده اند. جدول ۱ معرف خلاصه ۵ فاز تست لرزه ای شامل شده در برنامه آزمایشی و       پیکربندی های منطبق ساختمان تحت بررسی می باشد. دامنه کوتاه آزمایشات نویز سفید همچنین بین آزمایشات زمین لرزه ای هر فاز انجام شد تا آنکه تغییرات در ویژگی های دینامیکی (دوره های طبیعی، شکل های مود یا حالت و میرایی) ساختمان تحت بررسی مشخص شود، آن هم به هنگامی که چنین ساختمانی سطوح افزایشی صدمه دیدگی در طی هر مرحله از آزمایش را تجربه می نماید. این ساختمان پس از هر فاز آزمایش تعمیر شده تا آنکه سیستم مقاومت بار عرضی آن به ویژگی اولیه خود قبل از آغاز فاز آزمایش بعدی برگردد. عملیات بازسازی گران قیمت بوده و شامل تعمیر برخی از پانل های OSB، پوشش های گچی دیوار و پوشش های چوبی می باشند. توجه داشته باشید که کلیه فازهای آزمایش با توجه به یک حالت جرم ثابت، در مبحث ساختمان تحت بررسی، از طریق کاربرد وزن های تعادلی در سطح کف کنترل شده تا آنکه قابلیت اعمال فازهای آزمایشی، که در آنها برخی از مواد به کار گرفته شده در جداره ها حذف شده اند، نیز وجود داشته باشد.

آزمایش تجربی واکنش زمین لرزه ای یک ساختمان تمام عیار چوبی با فریم های سبک

اعمال حرکت های زمینی

دو نوع مختلف حرکت های زمینی سه محوری از نقطه نظر تاریخی برای آزمایشات لرزه ای مورد استفاده قرار گرفته اند. حرکت های معمولی و حرکت های نزدیک – میدانی. حرکت های زمینی معمولی معرف یک طراحی زمین لرزه ای (DE) با احتمال بیشتر شدن این حرکت ها به میزان ۱۰ درصد در ظرف ۵۰ سال (۵۰/۱۰% سال) می باشد یا به صورت هم ارز، یک دوره بازگشت ۴۷۵ ساله در این مبحث مدنظر  است. زمین لرزه منطقه نورسریج در سال ۱۹۹۴ که در Canoga Park با توجه به مقیاس دامنه ۲۰/۱ ثبت شد به عنوان یک DE مشخص گردید (Krawinkler  و همکاران، ۲۰۰۰). حرکت های نزدیک – میدانی زمین معرف یک زمین لرزه حداکثری ملاحظه شده (MCE) می باشد و احتمال بیشتر شدن آن ۲ درصد در ظرف ۵۰ سال (۵۰/۲% سال) می باشد یا دارای یک دوره بازگشت ۲۴۷۵ ساله است. حرکت های زمین لرزه ای سال ۱۹۹۴ که بدون مقیاس خاصی در Northridge Earthquake ثبت گردید به عنوان MCE انتخاب شد (Krawinkler و همکاران، ۲۰۰۰). شکل ۴  نشان دهنده طیف واکنش تسریعی مطلق در میرایی ۵ درصد برای این دو رکورد زمین لرزه ای سه محوری (بدون مقیاس)  می باشد.

نتایج آزمایشات نوسانات محیطی

قبل و بعد از هر آزمایش لرزه ای، خواص دینامیکی ساختمان تحت بررسی با استفاده از آزمایشات نوسان محیطی شبیه سازی شده مورد ارزیابی قرار گرفت. به همین دلیل، ساختمان تحت بررسی با استفاده از یک سیستم شتاب دهنده نویز – سفید با یک طیف مسطح (یکنواخت) و فرکانس ۵۰-۵/۰ هرتز و ریشه دوم میانگین (RMS) دامنه کمتر از ۱۰/۰ g مورد آزمایش قرار گرفت.

دوره های طبیعی، شکل های مود یا حالت و مدل های مرتبط ضرایب میرایی از طریق توابع انتقالی (TFs) واکنش شتاب گیری سازه و حرکت پایه ای مشخص گردید. بر این مبنا ۳۲ شتاب گیری افقی در سطوح کف و سقف ساختمان تحت آزمایش مشخص شد و علاوه بر این ۴ شتاب سنج نیز بر روی بسترهای جفتی لرزشی نصب شدند که جهت ایجاد TFs برای هر تست نویز سفید به کار گرفته شدند. TF ها با استفاده از یک نرم افزار آنالیز داده های تجاری (DADiSP/2002 2006) با بهره گیری از فایل های تخصیصی حاصل آمده برای این مطالعه محاسبه شدند. ضرایب میرایی لزجی هم ارز ساختمان مورد آزمایش با استفاده از روش پهنای باند نیم – توان مشخص شد (به طور مثال به Clough و Penzien، ۱۹۹۳ رجوع شود)، که این ضریب برای پیک های TF ها به کار گرفته شده است.

آزمایش تجربی واکنش زمین لرزه ای یک ساختمان تمام عیار چوبی با فریم های سبک

نتایج آزمایشات زمین لرزه ای

 واکنش های هیستریک کلی

شکل ۸ نشان دهنده واکنش های هیستریک کلی (نیروی برشی پایه در برابر جابجایی افقی نسبی در مرکز سطح برآمدگی بام) ساختمان در حال تست در طی فازهای آزمایشی ۱، ۳، ۴ و۵ به ترتیب، و تحت سطح ۲ آزمایش زمین لرزه ای (جدول ۲) می باشد. برش پایه از طریق جمع نیروی اینرسی در هر سطح ساختمان تحت آزمایش بر مبنای سوابق شتاب گیری افقی محاسبه شده است. حداکثر برش پایه و جابجایی حاصل آمده در هر مسیر به وسیله دایره ها در هر نمودار مشخص   می شود. همان گونه که انتظار می رود، جابجایی های عرضی در مسیر عرضی (شمال – جنوب) به طور معناداری بزرگتر از جابجایی های مسیر طولی (شرق– غرب) می باشند.

در فاز ۱ این آزمایش، ساختمان صرفا چوبی یک جابجایی پیک به میزان ۶۳ میلیمتر را در ناحیه سقف تجربه نموده است (۳/۱ درصد رانش ساختمان) که در مسیر عرضی تحت تست لرزه ای سطح ۲ بوده که خود معرف شدت تحریک ۴۴ درصدی میزان مورد انتظار برای سطح ۴ طراحی زمین لرزه می باشد. با بکارگیری پوشش گچی در دیوارهای سازه در فاز ۳ آزمایش یک کاهش قابل توجه در جابجایی عرضی سقف بوجود می آید (حدودا کاهش ۴۴ درصدی در مقایسه با ساختمان هایی که صرفا با چوب همانند فاز ۱ ساخته شده اند). واکنش هیستریک کلی این ساختمان در تست فاز ۳ همچنین به صورت محکم تری از تست فاز ۱ بوده است، که معرف تاثیرات مهمی هستند که پوشش گچی در زمینه سفت سازی دیوارهای سازه ایفا خواهد نمود. با کاربرد این پوشش بر روی دیوارهای پارتیشن داخلی و سقف ها در تست فاز ۴ شاهد کاهش متعاقب ۲۹ درصدی در      جابجا شدگی سقف در مسیر عرضی می باشیم (۳۵ میلیمتر در فاز ۳ در برابر ۲۴ میلیمتر در فاز ۴). در نهایت، با کاربرد اندود استاکو در دیوارهای بیرونی این جابجا شدگی سقف حتی به میزان کمتری تا میزان ۱۸ میلیمتر تقلیل خواهد یافت، که مشابه با نتایج مشاهده شده در مسیر طولی می باشد.

واکنش خط دیوار گاراژ

واکنش زمین لرزه ای ساختمان تحت بررسی در مسیر عرضی (شمال – جنوب) به طور معناداری تحت تاثیر واکنش خط دیوار گاراژ در اولین سطح می باشد. ستون های باریک دیوار (نسبت پهنا به ارتفاع ۱ :۸/۲) در هر سمت از باز شوی گاراژ در ترکیب با واکنش پیچشی مهم ساختمان تحت شدت بالای لرزش (Christovasilis و همکاران، ۲۰۰۷)، سبب خواهند شد تا خط دیوار گاراژ بزرگترین رانش های بین طبقات را تجربه نماید.

مشاهده صدمه در ساختمان تحت بررسی

پس از تکمیل هر یک از تست های زمین لرزه ای، تحقیقی در زمینه جزئیات صدمه دیدگی در ساختمان تحت بررسی انجام شد تا آنکه سیر صدمه دیدگی با توجه به فازهای تست و سطوح آن تعیین شود. در این بخش، صدمه مشاهده شده بر روی اجزای سازه ای و غیر سازه ای مختلف ساختمان تحت بررسی به طور خلاصه تشریح می گردد.

صدمه دیدگی به روکش گچی

ترک مویی در روکش گچی به کار برده شده در سطوح داخلی دیوارهای ساختمان در فاز ۳ تست بعد از تکمیل نوسانات سطح ۲ به وجود آمد، که در شکل ۱۳ (الف) نشان داده شده است. این  ترک خوردگی عمدتا در گوشه های بازشوهای جداره های برشی داخلی (شکل ۱) به وقوع پیوسته و با افزایش سطح تکان خوردگی یا نوسان انتشار یافته است.

صدمه دیدگی سقف گچی نیز در فاز ۴ مشاهده شد. ترک خوردگی بخش های پارتیشن – به – سقف در مسیر عرضی ساختمان مورد تست به هنگام تست سطح ۲ پدیدار گردید که در شکل ۱۳ (ب) مشهود است. صدمه دیدگی سقف در تست فاز ۵ افزایش یافته و نهایتا بخش بزرگی از گچ سقف تحت آزمایش نوسان سطح ۵ فرو پاشید، همان گونه که در شکل ۱۳ (ج) نشان داده شده است. این فروپاشی در سقف سطح دومی به وقوع پیوست که ارتباط دهنده ۲ بخش مستطیلی ساختمان تحت تست بوده است و می توان آن را در ارتباط با دفرمه شدگی برشی داخل صفحه دیاگرام سقفی در آن موقعیت دانست (شکل ۵).

صدمه دیدگی به اندود استاکو

ترک خوردگی مویی اندود استاکو در فاز ۵ تست پس از نوسانات سطح ۲ آغاز گردید. این        ترک خوردگی عمدتا در گوشه های پنجره ها و بازشوهای درب به وقوع پیوسته و با افزایش سطح تکان انتشار یافته است. پس از تست سطح ۵ (MCE)، پوسته پوسته شدگی و ترک خوردگی قابل توجه اندود استاکو در اطراف بازشوی درب گاراژ، همان گونه که در شکل های ۱۴ (الف و ب) نشان داده شده، به وقوع پیوسته است.

صدمه دیدگی به صفحات یا اندودهای بخش آستانه و پایه

مهمترین صدمه در تست فاز ۵ پس از آزمایش سطح ۵ مشاهده شد که بر اساس آن جدا شدگی صفحات  آستانه ای به میزان ۴×۲ و ۶×۲ در اطراف کل محیط ساختمان به وقوع پیوست. علی الخصوص، صفحات پایه ای ستون های باریک گاراژ بیش از ۱۲ میلیمتر، همان گونه که در شکل ۱۵ نشان داده شده است، از یکدیگر جدا شدند. این صدمه دیدگی ظاهرا در نتیجه ترکیب دفرمه شدگی ها در داخل و بیرون سطح پانل های دیواری به وقوع پیوسته است. در مسیر داخل سطوح، لغزیدگی صفحات پایه در ارتباط با وضعیت های حاصله ممکن است سبب القای جدا شدگی های طولی شود. در مسیر خارج از سطح، بار عمودی خارج از مرکز حاصله از میخ های پوششی ممکن است سبب جدا شدگی کششی به صورت عمود بر رگه در صفحه پایه شده باشد.

آزمایش تجربی واکنش زمین لرزه ای یک ساختمان تمام عیار چوبی با فریم های سبک

نتیجه گیری

آزمایش بستر لرزشی یک ساختمان چوبی با مقیاس کامل دارای قالب های چوبی سبک در این مطالعه انجام شده است که خود سبب فراهم آوردن فرصتی جهت بررسی پارامترهای مختلفی شده است که بر روی واکنش زمین لرزه ای ساختمان های چوبی با قالب سبک تاثیر دارند. این مقاله بر روی تاثیر اندودهای دیواری داخلی و خارجی در طی رویه تحریک زمین لرزه ای تمرکز دارد. بر مبنای نتایج تجربی حاصله، می توان این گونه نتیجه گیری کرد که نصب روکش گچی بر روی سطوح داخلی دیوارهای دارای پوشش چوب سبب ارتقای قابل توجه واکنش لرزه ای ساختمان تحت آزمایش می شود. کاربرد اندود استاکوی خارجی سبب ارتقای واکنش لرزه ای ساختمان تحت آزمایش، مخصوصا در جهت طولی، جایی که واکنش برشی ستون های دیوار حاکم می باشد، می گردد.

نتایج آزمایش بستر لرزه ای شواهد قابل توجهی را در زمینه اهمیت تاثیر مواد اندود دیواری در زمینه رفتار سیستم های مقاوم در برابر بار عرضی، در ساختمان های چوبی دارای فریم یا قالب سبک، نشان داده است. توسعه طراحی زمین لرزه ای عملکرد- محور و روش های مربوط بدان که تاثیر مواد اندود دیواری را به حساب می آورند کاملا احساس می شوند. بر این مبنا قبل از آنکه این مواد را بتوان به طور موثر در طراحی به کار گرفت می بایست برخی از مسایل موجود را مورد خطاب قرار داد.